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【2017 工业周在线研讨会热门问答】PLC 及工业现场变送器安全架构模块 37 问

Other Parts Discussed in Thread: TIDA-00548, XTR116, XTR117, ADS1263, TIDA-00550, ISO7741, ISO7841, INA149, AM3359, TIDA-00204, REF5025, MSP430AFE253, MSP430I2041, PGA309, PGA300, PGA900, ISOW7841, PROFIBUS, ADS1262, DAC161S997, SN65HVD06, ADS124S08, DAC8760, SN65HVS885, SN65HVS883

PLC 及工业现场变送器安全架构模块篇

  • 常见问答每周持续更新中,连续三周,敬请关注!
  
NEW! 4 月 24 日 新增 22 个 QA

Q: 是否可以这样理解,由于TI的方案已经加入了功能安全方面的设计,所以,最终用户的PLC软件设计对于功能安全的要求可以降低了?

A: 可以这样理解,某些IC已经通过认证的,TI可以提供包括硬件、环境相关的所有认证,就会节省很多时间和成本;某些IC虽然没有通过相关功能安全认证,但是具有比较完善的自诊断机制、或者本身具有较好的备份拓扑结构,那么对整个系统通过功能安全认证也是具有很大帮助。

 

Q: 现在有那些厂家是基于TI方案设计PLC的,有可商用购买的产品或核心板(COTS)?

A: 目前市场上PLC的大客户都在用TI的方案,也有部分厂家的部分模块直接采用TI的参考设计实现,但是大部分厂家都是参考TI的硬件方案,再根据实际需求做其他功能的删减或增加。

 

Q:  TIDA-00548,有工程样板吗?

A: 首先,您可以联系当地的IT技术支持团队咨询;其次,这个板子都是提供完整的原理图、PCB和文档。

 

Q:  TIDA-00548是实时操作系统吗?是选用的那种实时操作系统?

A: 这个方案只是从硬件设计的角度提供一个功能安全的参考设计,没有考虑操作系统的问题。 

 

Q: 这种双核MCU的程序开发,与我们平常的单核MCU有什么特别需要注意的地方?

A: 请联系当地的TI技术支持团队。

 

Q:  xtr117相比xtr116好用么? A:  XTR116比XTR117多一路精密电压源输出。

 

Q: ADS1263的采样率是多少? A:  2.5sps ~ 38.4ksps

 

Q: ADS1263 AD采用前端电路有参考吗? A:  可以在TI官网上找到TIDA-00550

 

Q: 电容隔离有什么好处?

A: 简单总结几点:寿命长、可靠性高(原因是采用SiO2的隔离材料,单位厚度的隔离强度最高)、抗干扰能力强、辐射低(采用差分传输形式,抗共模干扰强和对外辐射低),最新的ISO7841/ISO7741系列都是采用双电容技术,隔离等级、抗浪涌等级更高。

 

Q:  ISO7841有几种封装,都是贴片的吗?

A: 标准SOIC-16(爬电距离8mm)和宽体SOIC-16(爬电距离14mm,适用于高海拔等对爬电距离要求高的应用场景)

 

Q:  TI不推出HART modem料吗?

A: 马上就会量产一颗带hart modem的集成DAC。

  

Q: 有操作电压超过200V的高边管吗?

A: 如果您指的是高边开关管,目前没有。如果您指的是高边电流采样,可以参考TI的INA149差分运放,共模电压可以支持到+-275V。

   

Q:  DP83867+AM3359的参考设计能下载吗?

A: 可以下载,您只需要注册myTI会员即可下载完整的资料,在www.ti.com.cn 搜索TIDA-00204

  

Q: 这三种隔离方式,对频率的限制范围有什么差异?最高频率多少?

A: 都可以支持较高的频率,TI有可以支持到150M速率以上的隔离IC

  

Q: 有AI DI DO 模块,有软件方面的方案吗?

A: 部分参考设计是提供软件下载的,请到www.ti.com.cn/tidesign 查找需要的参考设计。

 

Q: 今天所讲的样例有完整参考设计的电路板吗?

A: 参考设计电路板,可以咨询当地的TI技术支持团队。

  

Q: 请问ADS1263推荐用内部基准源还是外部的?

A: 通常内部的基准都要比外部基准差一点(温漂等),当然外部基准也有差的;如果系统精度要求较高的场合,建议选用外部高精度的基准(如REF5025系列)。

  

Q: 请问为什么用到了32位ADC?24位的不行吗,要求精度那么高吗?

A: 这里首先重复说明一个概念:分辨率和精度的问题。24位分辨率的ADC可以实现的实际精度一般都在22位左右(好一点的可以做到23左右,但是这还是要取决于采样率和内部PGA的设置),但是可以肯定的是它一定不能实现24位的有效精度。而32位分辨率的ADC,是很容易实现24位的有效精度的。

 

Q: 在工业上TI有集成AD和DA的MCU么,现在专业用于传感器端的IC?              

A: 有,例如MSP430AFE253/MSP430I2041(集成24bitAD);MSP430FG系列(集成DA)

 

Q:  TI有完整的4线压力传感器变送器解决方案么?和PLC有使用接口么?

A: TI在压力变送器方面具有非常leading的市场位置,传统的PGA309,最新几代的PGA300,PGA900系列。

 

Q: 使用非Hercules的一般处理器,是否也可以通过安全认证?就是说是不是必须使用安全处理器?

A: 不一定,只是说如果您选用了hercules处理器,可以更容易、更快的通过认证。

  

Q:  ISO 系列隔离器件能提供电源吗?                A: 集成隔离电源的,可以参考ISOW7841系列。

   

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Q: TI的PLC指的是电力线通讯吧?

A: PLC:一个是指可编程逻辑控制(工厂自动化应用中),另一个是指电力线载波通信(电力应用中)

  

Q: PLC所有的I/O接口采用隔离方式是哪种?

A:  TI采用的电容隔离,最新一代的电容隔离产品是ISO77xx系列(ISO78系列的低成本版本)和ISO78xx系列(ISO78系列是目前TI最新、最强的一代隔离产品,适用于高可靠性、安全性较高的场合),如ISO7741 ISO7841。

  

Q: 一般采用什么通讯协议呢?

A: 工厂自动化中常用的通信协议有:Profibus PowerLink Ethernet等等

  

Q:  TI在PLC系统给出的解决方案,优势在哪里?

A:  TI可以提供完整的solution,包含:主MCU(RM和TMS570系列安全MCU)、ADC(ADS124S08、ADS1262等最新一代产品)、DAC(DAC8760、DAC161S997以及包含Hart的DAC今年就会量产)、接口(RS485/ETH PHY: SN65HVD06、DP83848/DP83867)、电源(DCDC、LDO)等,更多参考设计请参考:www.ti.com.cn/automation

  

Q: 目前TI的参考设计中都提供了那些类型的PLC模块?

A: 目前TI已经release的参考设计包含:AI/AO/DI/DO。www.ti.com.cn/tidesign          www.ti.com.cn/automation

  

Q: 请问变送器跟PLC模拟量输入模块怎么接线?

A: 我的理解是:模拟量输入(即变送器的输出)接线方式一般是采用电压、电流型连接方式,电流方式居多、通常有2线和4线(4~20mA)电流环的接线方式,建议参考TI的AI参考设计:TIDA-00550

  

Q: 大型PLC是否可以采用由双CPU构成冗余系统?

A: 可以,完全可以选用RM系列的安全MCU  www.ti.com.cn/hercules

  

Q: 采用那些技术解决EMC的问题?

A:  EMC是一个系统问题,TI只能从芯片的角度为系统EMC提供更多的裕量,比如提高IC的ESD等级、从芯片设计的角度降低IC的辐射指标(比如TI隔离芯片ISO77xx采用的双电容隔离技术、ISOW7841的双电容隔离+隔离电源方案),建议在ti官网查看ISO77xx和ISOW7841系列的数字隔离IC。

  

Q:  IEC标准去哪里下载?给个网址好不好?

A:  IEC官网: www.iec.ch

  

Q:  PLC是否有自诊断功能而避免故障?

A: 自诊断功能是功能安全的必要组成部分,如果系统中的自诊断功能非常完善,那么可以有效提高系统功能安全的安全等级,同时也可以减少硬件备份的通道数量,可以参考TI的功能安全参考设计:TIDA-00548

  

Q: 我看到TI有8通道DI模块芯片SN65HVS885,请问有16通道的DI和DO芯片吗?

A: 目前量产的产品中还没有16通道的DI和DO芯片,但是完全可以使用2片SN65HVS883实现16通道的DI方案,2片SN65HVS883可以通过SPI菊花链连接,通过1片4通道的隔离即可实现SPI隔离。具体请联系当地的技术支持,另外TI马上将会发布2款隔离的DI方案,现在已经有样品,建议您联系当地的TI技术支持,谢谢。

  

Q: 使用了TI的PLC方案,这些安全认证客户还需要全部做吗?

A: 使用TI的芯片做功能安全的PLC,还是需要第三方介入(推荐莱茵、Excida等),因为TI提供的功能安全IC是可以帮助客户更容易地通过功能安全认证(比如ISO61508等),当然TI的Hercules RM系列MCU已经是通过了sil-3的认证,TI可以提供相应的证书。

  

Q:  SIL与可靠性的关系?

A:  SIL是功能安全的等级,全称是Safety Integrity Level;除SIL外,还有用PL表示功能安全的等级,全称是Performance Level。SIL和PL是相对应的两种不同的表示名称。

  

Q: 产品SIL认证时是否还要看使用器件和部件的上级必须有相同认证?

A: 不一定,不是必须的,但是如果使用的器件都是具有安全等级认证的IC,当然对系统过功能安全认证是更容易的。

  

Q: 四种拓扑结构是最后这种最好吗?

A: 其实没有最好,只能说在某种安全等级的要求下的最合适拓扑结构,如果功能安全的等级非常高,那么视频中提到的最后一种拓扑结构是最好的。